Den senaste tidens ström av värmeböljor genom östra Australien har påmint oss om att vi befinner oss i en australisk sommar. Utöver ännu ett rekordvarmt år globalt, och när värmeböljor blir mer frekventa och intensiva, våra städer gör oss ännu hetare.

Detta är den urbana värmeön, där stadstemperaturerna kan vara betydligt varmare än de omgivande landsbygdsområdena.

Frågan, sedan, är vad vi kan göra för att hålla våra städer svalare.

Varför är städer hetare?

Temperaturskillnaden orsakas av en rad faktorer, inklusive täta byggmaterial som absorberar mer av solens energi, färre träd för att ge skugga, och mindre jord att kyla genom avdunstning.

Byggnader kan också fungera som hårstrån på en husky, minska vindhastigheter och blockera termisk strålning upp till natthimlen. Dessutom, spillvärme från bilmotorer, luftkonditioneringsapparater och annan energianvändning ökar den totala lufttemperaturen.

Varför spelar detta roll? Även en liten ökning av lufttemperaturen driver upp det totala energibehovet, och cirka 25 % av våra energiräkningar är för endast 40 timmar per år när nätet används som mest.

De mest extrema värmehändelserna kan spänna tåglinjer, orsaka rullande strömavbrott och kosta miljarder i förlorad produktivitet. Och det är inte bara dåligt för våra plånböcker.

Värmestress kan skada organ eller förvärra befintliga sjukdomar. Sedan 1900, extrema värmehändelser har dödat fler australiensare än skogsbränder, cykloner, jordbävningar, översvämningar och kraftiga stormar kombinerat.

Så, vad kan vi göra?

Det finns ett antal saker som individer kan göra för att minska värmepåverkan i sina hem, som att installera ljust färgat takmaterial, isolering eller en luftkonditionering.

Men det blir mer komplicerat när man betraktar staden som helhet, och hur dessa små handlingar interagerar med varandra och med klimatet.

Luftkonditioneringar

I värmeböljor, luftkonditioneringsapparater räddar liv, ger stressade kroppar tid att svalna. Men våra hem kan bara göras svalare genom att blåsa värme utanför, tillsammans med den extra energin för att driva systemet.

Förutom ökande utomhustemperaturer på kort sikt, de fossila bränslena som förbränns bidrar till den globala uppvärmningen. En värld kyld av luftkonditionering är förmodligen inte svaret.

Träd och parker

Träd ger skugga, men också kyla luften, eftersom att förånga vatten från löv tar energi, minska topptemperaturerna med 1-5 ° C.

De flesta stadsplanerare är överens om de stora fördelarna med stadsvegetation, med några storstadsråd som utvecklar strategier för grönare städer.

Dock, stadsträd kan vara en besvärlig fråga för vissa råd; de använder vatten, kan bli dyrt att underhålla, kan skada verktyg och egendom, och kan försämra luftkvaliteten istället för att förbättra den. Större städer består ofta av dussintals råd; att få dem att komma överens är en stor utmaning.

Vita tak

Vi vet att svarta ytor blir varmare i solen, men efterfrågan på mörka takpannor överstiger fortfarande efterfrågan på ljusa färger. Fler reflekterande tak kan minska ett hushålls energiräkning, samt den totala temperaturen i en stad.

Vita tak är mest effektiva i varmare klimat, eftersom i kalla klimat, kostnadsbesparingarna på sommaren måste balanseras med extra uppvärmningskostnader på vintern.

Gröna tak och väggar

Gröna tak och väggar är byggnadskonstruktioner med integrerad vegetation. De ger kylningsfördelar genom att skugga byggnader och genom avdunstning från löv. De uppvisar generellt mindre kylningsfördelar än vita tak, kostar mer att installera och underhålla, och använda ytterligare vatten och energi.

Men de ser fina ut, förbättra den biologiska mångfalden och göra människor lyckligare.

Trottoar vattning

Före en extrem värmebölja, det kan vara möjligt att sänka temperaturen genom att väta ner byggnads- och vägytor. Det är en traditionell praxis i Japan, och övervägs nu i större städer som Paris.

Men temperatur och fukt är viktiga faktorer vid värmestress, så trottoarvattning bör endast utföras om den extra luftfuktigheten inte ökar värmestressen.

Storskalig solenergi på taket

Solpaneler omvandlar energi från solen till el, så det krävs mindre energi från nätverket totalt sett. Om tillräckligt många tak täcktes med solpaneler, kan det sänka lufttemperaturen?

Förmodligen lite. Andra fördelar inkluderar en minskning av energin som krävs för kylning (eftersom taken är skuggade av paneler), och ett stall, lägre kostnad, decentraliserat system för förnybar energi.

Byggnadstäthet

En byggnad med mycket termisk massa (tänk robust, dubbeltegelhus) kan vara ett effektivt sätt att hålla innetemperaturerna mer stabila. Värme absorberas under dagen och släpps ut på natten. Samma idé kan fungera för en hel stad.

En urban cool ö kan bildas i städer med hög täthet som Hongkong eftersom höga byggnader ger extra värmekapacitet och skugga.

Av liknande skäl, den snäva gatulayouten i traditionella arabiska städer och medelhavsstäder håller dessa gator svalare.

Skuggningsstrukturer

Installera lätta skuggstrukturer över gator, trottoarer och tak kan minska yttemperaturen på material, och minska värmen som absorberas och strålas tillbaka ut på gatorna. Skuggningsstrukturer måste utformas så att de inte begränsar luftflödet, fånga värme och luftföroreningar på gatorna.

Vilket är bäst?

För att ta reda på vad som fungerar bäst, vi måste kunna modellera fysiken för olika strategier, i olika typer av städer och i olika klimat. Vi kan sedan bedöma de ekonomiska och hälsomässiga effekterna och besluta om lämpliga och planer som ger oss störst valuta för pengarna.

Här har vi fokuserat på värme i städer, men det finns andra viktiga problem som luftkvalitet eller översvämning.

I kallare städer, en urban värmeö kan faktiskt vara en bra sak. Varje stad är olika; var och en kräver en skräddarsydd och integrerad plan utvecklad över hela storstadsregionen, och sedan implementeras lokalt av råd, företag och hushåll.

Denna artikel publicerades ursprungligen på The Conversation. Läs originalartikeln.